[发明专利]平衡自由冷却与太阳能冷却的组合的冷却基础设施

说明书

技术领域

本发明涉及数据中心冷却，并且更特别地涉及使用自由冷却和/或太阳能冷却(当可利用时)的高能效的数据中心冷却技术。

背景技术

计算机设备正不断地演变以至在更高的功率水平下操作。提高功率水平对热管理提出了挑战。例如，许多数据中心现在采用能够产生相当于20,000瓦特或更多的热负载的单机架的刀片服务器。要适应由更高的功率水平产生的更大的热负载，常规的数据中心冷却系统不可避免地必须同样在更高的功率水平下工作，以便提供必要的冷却量。结果，数据中心的总能量预算(包括，例如，信息技术(IT)设备以及与冷却系统的电力耦接的数据中心的基础设施(例如，灯)的功率)能够呈指数增加。

随着能量成本的稳步上升，许多研究工作致力于找出更高能效的替代方案。一些最近的工作已经专注于提高数据中心的冷却效率。例如，数据中心通常采用高架地板冷却系统，其中在高架地板和底层地板之间的空间(即，底层地板风室)用作将冷却的空气从空调机组(ACU)输送到数据中心中的IT设备机架的管道。人们已经提出了用于更有效地布局IT机架以最大化可用冷却的效果的技术。

但是，人们所非常希望的是其他更高能效的替代方案，尤其是随着冷却要求不断提高以及当前可用能力被超过。

发明内容

本发明提供了使用自由冷却和/或太阳能冷却的高能效的数据中心冷却技术。在本发明的一方面，本发明提供了一种冷却系统。该冷却系统包括冷却塔；一个或更多个模块制冷机组；以及水回路，其能够被选择性地引导通过冷却塔、通过模块制冷机组中的一个或更多个机组或者通过冷却塔与模块制冷机组中的一个或更多个机组的组合。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种冷却数据中心的方法。该方法包括下列步骤。提供一种冷却系统，该冷却系统具有冷却塔，一个或更多个模块制冷机组，以及能够被选择性地引导通过冷却塔、通过模块制冷机组中的一个或更多个机组或者通过它们的组合的水回路，其中水回路被配置为：在与数据中心的接口处接收来自数据中心的热负荷，以及将冷水输送回到与数据中心的接口。将环境气温与期望的数据中心温度比较。如果环境气温小于期望的数据中心温度则选择性地引导水回路通过冷却塔或者通过冷却塔和模块制冷机组中的一个或更多个机组的组合，否则如果环境气温大于期望的数据中心温度则按给定的时间间隔来重复将环境气温与期望的数据中心温度比较的步骤。

在本发明的又一方面，本发明提供了另一种冷却系统。该冷却系统包括太阳能冷却机组；一个或更多个模块制冷机组；以及能够被选择性地引导通过太阳能冷却机组、通过模块制冷机组中的一个或更多个机组或者通过它们的组合的水回路。

在本发明的另一方面，本发明提出了另一种冷却数据中心的方法。该方法包括下列步骤。提供一种冷却系统，该冷却系统具有太阳能冷却机组，一个或更多个模块制冷机组，以及能够被选择性地引导通过太阳能冷却机组，通过模块制冷机组中的一个或更多个机组或者通过它们的组合的水回路，其中水回路被配置为，在与数据中心的接口处接收来自数据中心的热负荷，以及将冷水输送回到与数据中心的接口。将可利用的太阳光能与太阳能冷却所需的最小量太阳光能比较。如果可利用的太阳光能大于太阳能冷却所需的最小量太阳光能则选择性地引导水回路通过太阳能冷却机组或者通过太阳能冷却机组和模块制冷机组中的一个或更多个机组的组合，否则如果可利用的太阳光能小于太阳能冷却所需的最小量太阳光能则按给定的时间间隔来重复将可利用的太阳光能与太阳能冷却所需的最小量太阳光能比较的步骤。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种用于优化数据中心的位置的方法。该方法包括下列步骤。界定用于放置数据中心的特定地区。将该地区划分成多个气候区。按特定的时间间隔频率对给定的一个气候区全年采集温度和太阳辐照的数据中的一个或更多个。确定与给定的气候区关联的每个时间间隔的可利用的自由冷却量和太阳能冷却量中的一个或更多个。确定在由自由冷却及太阳能冷却中的一个或更多个在每个时间间隔内所能够提供的与给定的气候区关联的冷却量之外还需要的剩余冷却量。确定在由自由冷却及太阳能冷却中的一个或更多个在一年内为给定的气候区所能够提供的冷却量之外还需要的剩余冷却量。比较所述地区内的对于每个气候区的在由自由冷却及太阳能冷却中的一个或更多个所能够提供的冷却量之外还需要的剩余冷却量以确定数据中心的最优位置。

参照以下详细的描述和附图将会获得对本发明以及本发明更多的特征和优点更全面的理解。

附图说明

图1是示出根据本发明的一种实施例的示例性数据中心冷却基础设施的示意图；